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中國計量院“溫度單位重大變革關鍵技術研究”項目榮獲2018年度國家科技進步一等獎

? 1月8日,2018年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。其中,由中國計量科學研究院(以下簡稱“中國計量院”)牽頭完成的“溫度單位重大變革關鍵技術研究”項目獲得國家科技進步一等獎。

? 溫度是最為廣泛使用的基本物理量之一,其準確測量事關科學研究、國防安全、能源環境和民生健康等領域。溫度單位的重新定義是溫度計量史上最重大的變革,精確測定玻爾茲曼常數是實現重新定義的前提和關鍵。據了解,為避免單一方法可能存在的系統誤差,國際溫度計量最高權力機構CCT(國際計量委員會溫度咨詢委員會)要求使用至少兩種獨立方法,分別實現不確定度小于3x10-6?的測定。這一要求涉及多個物理量的高精度絕對測量,是對精密測量極限的巨大挑戰。

圖1:“溫度單位重大變革關鍵技術研究”項目組成員合影

圖2:全球唯一用兩種獨立原理方法對玻爾茲曼常數定值作出貢獻的成果

? 據該項目負責人、中國計量院熱工所研究員張金濤介紹,該項目以突破重新定義必要條件的技術瓶頸、實現絕對溫度的原級測量為目標,提出了定程圓柱聲學原級測溫和量子噪聲原級測溫兩種獨特的方法。通過“虛擬定程圓柱聲學原級測溫方法”、“無感應誤差磁通量子調控技術”、“全要素精確匹配的量子噪聲原級測溫技術”、“圓柱腔聲場和內長的原位實時精確測量方法”等一系列方法和技術的創新,分別獲得了不確定度2.0x10-6?和2.7x10-6?的玻爾茲曼常數測量結果,均為相應方法全球最佳。

圖3:圓柱聲學法玻爾茲曼常數測量系統

? 兩種方法測量結果均兩次被國際科技數據委員會(CODATA)國際基本物理常數推薦值收錄,并被用于玻爾茲曼常數的最終定值,是全球唯一采用兩種獨立方法滿足重新定義的成果,使得我國首次對國際單位制(SI)基本單位的定義做出重要貢獻。基于項目發展的創新技術為國家重大工程第四代核反應堆堆芯溫度的直接測量提供了解決方案,提升了我國溫度量值傳遞的水平,為國防和航空航天等重要領域提供了溫度溯源支持。對于實現多種技術途徑、零溯源鏈、原級法測量溫度等熱物理量具有重要意義。

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圖4:“光電成像系統參數測試與校準關鍵技術及應用”項目組成員合影

? 另據了解,由中國計量院參與完成的“光電成像系統參數測試與校準關鍵技術及應用”項目獲得國家技術發明二等獎。該項目突破光電成像參數測試系統校準中實現高勻光照明、高穩定指向、高清晰采集的3項技術瓶頸,發明了4類測試校準新裝置,使我國光電成像系統參數測試校準水平進入國際先進行列。在該項目中,中國計量院醫學生物所張吉焱副研究員致力于人眼視覺特性計量研究,在高勻光照明、高清晰采集中的軍事目標探測識別等方面均有所貢獻。(文:劉旭紅??圖:馮曉娟等)

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